джуджета
Нанос - на старогръцки "джудже". Оттам идва и името на науката. Основната ценност на нанотехнологиите - един нанометър, една милиардна част от метъра. Нанотехнология занимава с микроскопични обекти с микросредата - с хилядни и милионни на прах. С други думи, тази манипулация вещество техники на атомните и молекулно ниво.
Mikroruki
В началото на 1920, класик на съветската литература за деца, приятелят на Даниил Хармс и Самуил Маршак Борис Zhitkov написа фантастична история "Mikroruki" брилянтен изобретател, който е събрал микроскопичен роботизирана ръка. Актуални Нанотехнологиите работят, със сигурност не по следната схема, но идеологията на тяхната дейност писател прогнозира точно:
"... Аз отдавна озадачен и това е, което дойде, аз направих една малка страна, точно копие на моя - това е най-малко двайсет, трийсет пъти по-малко, но те са гъвкави пръсти, като моя, те ще бъдат компресирани в юмрук, за да успокоявам, стои в същото положение като живи моите ръце. И аз ги направих. Освен това, аз работя глоба часовникар ги доставя с механизъм, който се премества пръстите си, тези малки куклен пръстите точно на моите заповеди. Аз управлявам всичко това доведе до ръкавиците, специални ръкавици. Сложих ръкавиците на ръцете си, и най-малкото движение на целия ми мрежа безжично предаване на куклен дръжки: Аз стискам десен юмрук - в малка камера компресира правото стик ... "
След това с помощта на изобретател събира mikroruk ръка още по-малък. "Можех да притежавате mikrorukami бързо и без да им липсват работа по-мощни микроскопи. Малки разсади от злокачествен тумор, бях отстранени от живото тяло, аз се разрови в болното око, като огромна фабрика, и аз не са имали за освобождаване от работа. Но това не ме спре по пътя ми. Исках да направя истински mikroruki такава, че мога да вземете частици материя, от които създадени материя, са невероятно малки частици, които са видими само в ultramicroscope. Исках да отида в района, където човешкият ум губи всякакво чувство за размер - изглежда, че може да е от размера, преди всичко невъобразимо малък. И аз започнах да произвежда материал за нов малък ръкавица за да направи тези ultramikroruki. Работил съм в капка вода. Аз трябваше да хване ресничести от ротатория, че на кожата й, за да ръкавици. Погледнах към две от микроскопа, видях се завъртя и се втурна ресничести. Аз дори чу леко разместване на телата им, когато те се срещат. Струваше ми се, че аз самият съм седнал в този подводен свят. "
Ричард Файнман
Първият повече или по-богат набор от методи нанотехнологични даде на американския учен известния доклад на Ричард Файнман, "В света, много място", се казва през 1959 г. в Калифорнийския технологичен институт в годишната среща на Американското физическо общество. Файнман предложен които могат механично движат единични атоми с подходящ размер на манипулатора. Този процес доказва, ученият не би било в противоречие-известните съвременни физични закони. Думата "нанотехнологии", той все още не бяха споменати.
За първи път терминът "нанотехнологии", използван в Университета на Токио професор Норио Танигучи през 1974 г., така и онзи, наречен производството на изделия размер на няколко нанометра. Но основната организатора на срока 1980 г. е американският учен Ерик Дрекслер, който неуморно казва на света за чудесата на наносвета в книгите му. Най-известният от тях - "Двигатели на Сътворението: следващите ерата на нанотехнологиите."
микроскопи
Квантова физика, която се основава на набор от съвременни достижения на нанотехнологиите открития, учи, че всяко наблюдение - манипулация на наблюдавания обект. Scientist, измерване, например, пулс хелий атом реагира с тях променя първоначалното си състояние. В днешните мощни микроскопи - най-важните инструменти на нанотехнологиите - наблюдение и манипулиране са станали неразделни. Свържи се с superkroshechnogo микроскоп с един атом действа върху обекта и инструмента.
Първо средства за нанотехнологиите изобретен от IBM в швейцарски лаборатории. През 1982 г. микроскоп растер тунелиране е създадена, за които неговите основатели четири години по-късно печели Нобелова награда. През 1986 г., те също направи атомно-силов микроскоп.
Принципът на работа на атомно-силов микроскоп (AFM) се основава на използването на атомни свързващи сили, действащи между атоми на веществото. Като цяло, в уред използва диамант игла, която се плъзга по повърхността на пробата (като се каже, "сканиране" на повърхността). При смяна на силата, действаща между повърхността и на върха, на пролетта, на която е защитена, отклонен и това отклонение се записва от сензора.
Използване на атомно-силов микроскоп не само да видите отделните атоми, но също така селективно действат върху тях, по-специално, да се движи атоми на повърхността. Учените са успели да се използва този метод за създаване на двуизмерни наноструктури върху повърхността. Така например, в IBM Research Center компания ksenona последователно преместване на атомите на повърхността на единичен кристал никел, служителите може да снасят три букви на логото с помощта на 35-ksenona атоми.
наночастици
Този размер на частиците от 1 до 1000 нанометра. Наночастиците могат например да бъдат големи молекули. Или цели молекулни съединения - като фулерени, някои от най-известните съвременни наночастици. Ако се вгледате в тях под микроскоп, можете да видите на затворената изпъкнал polyhedra, съставен от въглеродни атоми. Те се наричат в чест на инженера и дизайнер Ричард Бъкминстър Фулър, строят къщи и геодезически структури във формата на polyhedra.
Наночастиците са се превърнали в основен обект на изследване на нанотехнологиите, защото от нейните невероятни свойства. На първо място, стана ясно, че ако наночастиците са добре почистени от всички чужди атоми и молекули, те могат да samovystraivatsya в определени структури. Например, наночастици на някои органични материали образуват ултра тънки филми, които имат изключителни оптични свойства - такива филми започва да се използва за производство на слънчеви клетки. Структурите на други материали са от съществено значение наночастици "vpityvatelyami" - абсорбенти.
Фулерените показаха цял куп полезни функции. Това е, от една страна, глоба полупроводник с голямо бъдеще в областта на електрониката. Второ, растеж Super бустер изкуствени диаманти (добив диаманти се увеличава
30%). Батерии и електрически акумулатори, нови лекарства - всичко това става много далечно бъдеще фулерени.
нанороботи
Създаване на робот с размерите на бактерия или по-малко, което е човешката задача ще бъде изградена от атоми на различни предмети, и е в състояние да се възпроизвежда - сега е най-важната задача на нанотехнологията. Бащата на нанотехнологиите и наноботика Ерик Дрекслер нарича такива машини за сглобяване, т.е. колектори. Въпреки това, производството на такава технология робот все още съществува само на теория и се нарича "контролирана mechanosynthesis" - рисуване молекули от атоми с помощта на механичен подход толкова дълго, колкото той ще се проведе на подходящи химични връзки. За mechanosynthesis nanomanipulator е необходимо, може да заснема отделните атоми и молекули и да се манипулира в радиус до 100 нм. Nanomanipulators трябва да се прилага makrokompyuterom или нано-вградени в робот колектор (монтаж), контролната група. В общи линии, всичко за начина, по който е описан в историята Zhitkov "Mikroruki".
Nanomanipulators все още не съществуват, но е проектиран сонда микроскопия, с които понякога все още произвежда някакво движение на отделните молекули и атоми. Самовъзпроизвеждащи структура може да създаде своя собствена копие е изработена от същия материал, като самата репликатор. Ако не се развие технологията на самовъзпроизвеждащи се структури, молекулярна производството ще бъде ограничено само от микроскопични продукти. Окуражаващо е, че природата използва репликатори навсякъде - при възпроизвеждане на организми. Отдавна е установено и компютърна програма, способна да се възпроизвежда - същия вирус, така че по принцип създаването на Nanoreplicators - въпрос на време. Към днешна дата, НАСА е много се интересуват от създаването на автономни кибернетични устройства, които могат да се възпроизвежда, за изследване на Луната и Марс. Експерти смятат, че създаването на ултра-малки автономни космически устройства ще отвори нова посока в развитието на пространството и на Слънчевата система.
сива слуз
Потенциал нищо сив зейналата празнота, която може да преобрази света на нанотехнологиите, ако нещо се обърка. През 1986 г., все едно Ерик Дрекслер описано безпрецедентно силен нанопроизводството система на бъдещето. Основните герои на конвейер, по негово мнение, са били само роботи, които се събират с размерите на бактерия, която може да се полага на точното място отделните молекули. Това молекулен строеж би била изключително продуктивна като миниатюрни роботи микроскопични разстояния се движат много бързо, и молекулярен мащаб предоставя най-точна и трайна събрание. Но Дрекслер вече е описано какво може да доведе до подобен сценарий. Разбира се, най-добре, когато се наноботи нанороботи правят. Но веднага след като колектора на робота, по принцип може да бъде програмиран да самостоятелно възпроизвеждане, изглежда, и вероятността за процес саморепликиращо извън контрол - веднъж replicants роботи ще бъдат обработвани за самостоятелно възпроизвеждане на цялата налична те въпроса и биомаса, бързо се трансформира в света в "сивата слуз" - " сива слуз ».
гигантското магнитно
Гигантското магнитно - така наречения ефект, който през 1988 г. независимо открили Албер Фер и Петер Грюнберг, за което той получи тазгодишната Нобелова награда. Учените са открили, че ако такъв конструкт торта "Наполеон" тънките слоеве от магнитни и немагнитен желязо хром, и след това полученият кристал да упражняват магнитно поле, електрически съпротивление на кристала намалява многократно. Тези кристали имат значително по-висока плътност на съхранение на информация в RAM и на твърдите дискове.
Като цяло, нанотехнологиите досега покаже най-висока ефективност, особено в областта на електрониката: дисплей съоръжения са обогатили прозрачни и гъвкави дисплеи на базата на нанотръби. След няколко години те могат да бъдат използвани за изпълнение на сгъваеми електронни вестници, обновяват директно чрез безжична мрежа.
пластмаса стомана
Мичиганския университет професор Николай Котов и колегите му, представена преди няколко месеца нов материал - запали като хартия, и в същото време като твърд като стомана.
Учените са създали робот, който е изградил ламинат, последователно прилагане на стъклена подложка "тухла", на "хоросан" от специални контейнери. Всеки слой в този случай е няколко нанометра дебелина, а за тухли "пластмаса стана" сервира nanocheshuyki глина, суспендира във вода. прототип пластмаса стоманата има размери приблизително като смола плоча и дебелина - като пластмасова торба. Той е прозрачен, лек и издръжлив, тъй като тя съдържа 300 двойни слоеве. Но най-важното: в случай на промени и стрес висящи водородни връзки възстановени незабавно постоянно държи всички елементи на композицията заедно. "Ние все още сме на етапа на предварителните проучвания - Котов казва - но ние изграждаме в нашата лаборатория машина, която е в състояние да създаде парчета от пластмаса са се превърнали в размер на един метър."
Nanogitara
Първият в света и, съответно, най-малката на планетата е създаден на китара за забавление преди 10 години в университета Корнел. Дължината на китара - 10 микрометра. Това е размерът на кръвни клетки.
Преди три години, е имало още един nanonovinka - точно копие на Gibson Flying V, или "лястовици". Тя е около пет пъти по-голяма от първата проба, но без микроскоп, за да я забележат, разбира се, е невъзможно. Strings изработени от силиций пръчки, звънят 17 октави по-високи от обичайните китара струни. Лазерният лъч може да тегли тези струни: вибриращи, те пречат на лъча, и отразената светлина с помощта на електроника превърнати в звукови бележки.
nanopunk
Американски писател колекция от научно-фантастични разкази на Пол де Филипо "Ribofank" се превръща в манифест nanopunk, най-новите научно-фантастичен стил, заменя Киберпънкът. Тя го описва доста мрачен вариант на развитие на нанотехнологиите - унищожаване на света от нанороботи ще умножа неконтролируемо. Nanopunk интересуват от създаването на интелигентна вещество, полезни вируси и други молекулни устройства.
и зарядно нано
Нищо общо с Ipod нано не е нанотехнология - «нано» той се дължи единствено на джудже си размер (когато Apple Computer е представляван от Ipod нано, той заменя тогавашния популярен Ipod мини). Ipod Nano, според най-gadzhetovedov е технически по-добре, по-скъпи, но, за съжаление, много уязвима алтернатива на Ipod мини. Друго нещо е, че всички съвременни електроника все по силни връзки, свързани с нанотехнологиите.
прогнози
Всички прогнози, свързани с нанотехнологиите толкова фантастично, че те не се вписват в главата ми. През следващите 50 години ще бъде възможно:
- автоматично изграждане на орбиталните системи и колонии на Луната и Марс;
- решение на проблема с липсата на храна, подслон и енергия;
- отчуждаване на човешката смърт за неопределен период;
- преструктуриране на човешкото тяло да се повиши естествената способност;
- безжична комуникация и компютър микрочип зашит в човешкия мозък;
- компютърно оборудване превръща в един огромен глобален изпълнение информация за мрежата, както и всеки човек ще има възможност да бъде терминал - чрез директен достъп до мозъка и сетивата.
Трябва да се отбележи, че тези прогнози не са изразени научна фантастика, но много сериозни учени и експерти.
образуване
В България нанотехнологиите вече подготвени десет университети - всички те са изброени по-долу.
1. MUCTR. Менделеев, Министерство на нанотехнологиите и наноматериалите
2. MSU. Университет, Факултет по материалознание и Факултет по химия, Катедра по колоидна химия
3. Самара държавен университет Aerospace. Академик Сергей Корольов, Нанотехнология катедра
Технически университет 4. Уфа Държавната въздухоплавателна, Министерство на нанотехнологиите, Факултет по авиационна и технологични системи
5. Урал държавен университет. Горки, Физически факултет
6. Новосибирск държавен технически университет, Департамент по радио, електроника и физика
7. Москва Институт по физика и технологии (University), Катедра Физическо и Quantum Електроника
8. Таганрог държавен университет, Регионален междуведомствения център за колективно ползване "Нанотехнологии"
9. MSTU. Бауман, отдел "Проектиране и технология на производството на ИА"
10. Москва Институт по електронно инженерство, катедра "Квантова физика и наноелектрониката"
Сподели тази статия
Свързани статии